Где строится новая производственная мощность по выпуску полупроводников?

Существует ряд факторов, которые необходимо учитывать при анализе роста индустрии полупроводников. Новая электроника и улучшенные цифровые функции также зависят от увеличения вычислительной мощности за счет гораздо меньших компонентов, что приводит к созданию более мощных продуктов в компактных упаковках — искусство цифровизации в своем лучшем проявлении. .

За последние несколько лет индустрии наблюдали свои величайшие достижения в цифровизации и развитии, которые были заторможены из-за сбоев на этом рынке и, несмотря на необходимое восстановление, все еще происходят крупные сдвиги, поскольку продажи увеличиваются до 15,2% в годовом исчислении.

Теперь, находясь в состоянии «серьезного избытка», ключевым является применение, и те, кто способен переориентировать свои усилия и предложить больше решений, совместимых с искусственным интеллектом, будут продолжать получать свою долю рынка. На протяжении многих лет основная задача лежала на регионе Азиатско-Тихоокеанского бассейна (APAC), который обеспечивал 60% доли глобального рынка.

С увеличением количества компонентов на рынке настоящая конкуренция сочетает в себе цену с функциональностью, и такие компании, как NVIDIA и Advanced Micro Devices (AMD), зависят от более мощных чипов для создания все более интеллектуального оборудования для некоторых ведущих технологических компаний мира.

Тенденция: ИИ стимулирует инновации в области полупроводников

Поскольку ИИ становится неотъемлемой частью цифровых устройств и облачных сервисов, для работы таких функций требуется доступ к обширным пулам данных, а также возможность интеграции большего объема информации по мере развития событий. Реальность такова, что операторам облаков требуется большая поддержка со стороны провайдеров центров обработки данных для обеспечения значительно большей вычислительной мощности для их разработок.

Это отражается вверх по цепочке до компаний вроде NVIDIA, которая производит графические процессоры нового поколения (GPU), способные поддерживать функции ИИ, и дальше по цепочке находится производство чипов — в данном случае, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) напрямую поддерживает глобальные продажи американского разработчика оборудования.

Теперь, когда индустрия полупроводников вошла в состояние восстановления — фактически, в здоровое состояние, — акцент делается на том, где появится новая производственная мощность, и гонка за использование ИИ может стать важным фактором.

Спрос на чипы среди американских облачных провайдеров

Согласно данным TrendForce, растущий спрос на популярные серверы ИИ будет определяться североамериканскими облачными провайдерами, такими как Google, Microsoft и Amazon Web Services (AWS) — ключевыми клиентами NVIDIA и AMD.

Это приведет к усилению сотрудничества между такими компаниями, как NVIDIA и AMD, в качестве поставщиков GPU, и технологическими гигантами, лидирующими на цифровом рынке. В результате предсказывается, что 60% мирового спроса будет приходиться на крупнейших игроков — Meta является одним из них — и Microsoft приобретет наибольшую долю.

Так в чем же результат? Вероятно, мы увидим, как американские технологические гиганты сотрудничают для того, чтобы занять значительную долю в мире, управляемом искусственным интеллектом, отчасти благодаря ведущему производителю полупроводников в Азии.

Что касается производства GPU и другого аппаратного обеспечения, то для реализации функций ИИ, которые ожидают крупные компании, производственные мощности для таких компонентов будут находиться в США благодаря внутреннему партнерству между ключевыми аппаратными и программными компаниями.

Шансы между США и Китаем на глобальном рынке производства полупроводников

Реальность, с которой сталкивается технологическая индустрия, это огромная доля Азии в инновациях мировой технологии. Примером этого может служить завод по производству пластин Newport Wafer Fabrication в Великобритании, который теперь принадлежит в большинстве Nexperia — компании из Нидерландов, но принадлежащей Шанхайской компании под управлением Wingtech.

Американская компания Vishay объявила в ноябре 2023 года о покупке Newport Wafer Fab за 177 миллионов долларов США, что в какой-то мере отражает смену власти с одного на другое — между США и Китаем. Тем не менее, кажется, что без участия Азии обсуждение в этом секторе невозможно — как мы обсудим далее.

Европа восстановит производственные мощности по производству чипов

В сентябре 2023 года вступил в силу Европейский акт о чипах Европейского Союза в попытке вернуть контроль над местными продажами полупроводников и улучшить устойчивость на колеблющемся рынке, укрепляя технологическое лидерство региона. Это позволит привлечь большие инвестиции на рынок полупроводников ЕС в размере поразительных 45 миллиардов долларов США (около 41 миллиарда евро), из которых 11,7 миллиарда долларов США (10,7 миллиарда евро) будут вложены в новые исследования и разработки (R&D) и производственные мощности.

Важно отметить, что эти средства предназначены для привлечения инвестиций от ведущих производителей чипов, таких как Intel — крупнейший инвестор в своем торговом блоке — и TSMC, но в основном для привлечения большего развития европейской производственной мощности.

Хотя планы Европы очень амбициозны, ее обширные обязательства в области климата также представляют собой вызовы, поскольку больше внимания уделяется сокращению промышленных выбросов, что, в свою очередь, создает ограничения, поскольку энергоэффективность также является критическим фактором в ее растущих производственных усилиях.

Текущие вызовы производства полупроводников

Некоторые из вызовов, специфичных для полупроводниковой промышленности, должны быть учтены ведущими технологическими компаниями, желающими получить больше мощности в меньших упаковках.

Ограничения литографии: Традиционная оптическая литография хорошо служила индустрии, поскольку размер соединений значительно уменьшился на протяжении многих лет. Теперь такая технология печати достигает предела, сталкиваясь с более сложными проблемами с микрокомпонентами. Разработка экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUVL) надеется преодолеть эти ограничения, но она также может быть дорогостоящей и дефектной.

Уменьшение размеров техпроцессов: Верно следуя цифровым тенденциям, компании требуют большей мощности во всё более и более маленьких упаковках. По мере увеличения плотности и производительности полупроводников, производители сталкиваются с такими проблемами, как увеличение утечки тока, изменчивость и даже больше дефектов на производстве.

Поставка материалов: Уменьшение размеров полупроводников требует нового состава и более сложных в получении материалов. Всё более компактные устройства склонны включать в себя новые металлические соединения и материалы с более высокой способностью хранения энергии по сравнению с диоксидом кремния.

Стоимость: Страны, увеличивающие свои мощности, могут ожидать стоимость строительства достаточного производственного объекта в размере от 15 до 20 миллиардов долларов США. Для конкуренции на высоких объемах компаниям требуются более сложные системы для обеспечения производственной эффективности и качества компонентов. Например, ожидается, что стоимость необходимых решений EUVL удвоится по сравнению с их текущей индивидуальной стоимостью в 150 миллионов долларов США.

Нехватка квалифицированных кадров: Несмотря на восстановление от нехватки материалов и компонентов и развитие передовых технологий, отрасль всё ещё испытывает нехватку квалифицированных работников для обеспечения более высокого выпуска продукции.

Экологические аспекты увеличения производственных мощностей

Рынкам также следует обращать внимание на текущие тенденции в энергетическом секторе. Поскольку вопросы поставки энергии и декарбонизации влияют на все промышленные действия, увеличение производственных мощностей происходит в то время, как от организаций также ожидается сокращение потребления энергии — энергоемкий процесс создания технологий с низким уровнем выбросов в будущем лишь сместит воздействие отрасли выше по цепочке поставок.

Производственная мощность полупроводников зависит от капитала

Учитывая все факторы, сохранение текущей траектории роста требует значительных инвестиций в навыки и инновации. Возникающие страны в этой области — как, например, Европа — рассчитывают на поддержку лидеров отрасли для предоставления необходимых средств для приобретения больших долей на своих локальных рынках.

Похоже, что все пути ведут обратно на Восток, где хорошо установившиеся лидеры продолжают привлекать внимание других регионов для поддержки увеличения их мощностей в той или иной форме.